π-共轭聚合物的金属配合物催化法合成及性能研究

摘要

本论文在查阅大量文献和综合前人所作工作的基础上，选择卤代芳烃与Mg进行格氏化反应形成相应的格氏试剂，在镍(Ⅱ)催化下应用金属配合物催化法合成了相应的共轭聚合物，并采用红外光谱、核磁共振氢谱和紫外-可见吸收光谱、荧光光谱、X-射线衍射、循环伏胺、热重差热分析等测试手段对聚合物的结构和性能进行了详细的研究。主要的研究内容为如下： (1)采用金属配合物催化法，合成了主链含有哒嗪环与咔唑的发蓝色光的新型共轭聚合物。并通过红外谱、核磁共振光谱、紫外-可见吸收光谱、荧光光谱、循环伏安、X-射线衍射等测试手段对单体和聚合物的基本性能进行了测试。 (2)以N,N'-二氯联苯醌二亚胺为原料与3，6-二氯哒嗪的Grignard试剂共聚得到了交替共聚的醌式结构单元的聚合物，并通过红外光谱，核磁共振等方法进行了表征。所得聚合物的紫外-可见吸收光谱、热稳定性以及晶体结构等方面进行了初步探讨。 (3)以苯胺为原料合成了一种偶氮苯类聚合物中间体4，4-二碘偶氮苯，并通过IR和<'1>H—NMR进行表征，而化合物CHCl<,3>溶液的酸致变色性能和光致变色性能方面进行了研究。 (4)采用金属配合物催化法，分别合成了含偶氮苯结构单元的噻吩和烷氧基苯类共轭程度较大的聚合物。采用红外光谱、核磁共振氢谱和紫外-可见吸收光谱、荧光光谱、X-射线衍射等测试手段对聚合物的结构和性能进行了详细的研究。结果表明该类聚合物有良好的酸致变色性能和光学性能，使在有机发光聚合物的研究中有良好的应用前景。 (5)分别合成了苯胺和噻唑为主链的两类聚合物。并通过红外光谱，核磁共振等方法进行了表征。所得聚合物的光谱性质、热稳定性以及晶体结构等也进行了初步探讨。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章前言

1.1π-共轭聚合物的研究进展

1.2 π-共轭聚合物体系

1.3 π-共轭聚合物的合成方法

1.3.1化学合成

1.3.2电化学合成

1.3.3固相反应聚合法

1.4含偶氮类材料的发展概况

1.5偶氮类材料的光致异构化与光致分子取向

1.6共轭聚合物的应用及存在的问题

1.6.1光存储材料

1.6.2非线性光学材料

1.6.3液晶材料

1.6.4其它领域

1.6.5存在的问题

1.7本课题研究目的和意义

1.8本论文的特色与创新之处

第二章 新型哒嗪与咔唑类聚合物的合成与表征

2.1实验部分

2.1.1主要试剂

2.1.2仪器

2.2咔唑类衍生物的合成

2.2.1 3，6-二溴咔唑的合成

2.2.2 3，6-二溴-N-戊烷基咔唑的合成

2.2.3 3，6-二溴-N-丙烷基咔唑的合成

2.2.4 3，6-二溴-N-十二-烷基咔唑的合成

2.3聚合物的合成

2.3.1 3，6-二氯哒嗪与3，6-二溴-N-戊烷基咔唑聚合物的合成

2.3.2 3，6-二氯哒嗪与3，6-二溴-N-丙烷基咔唑聚合物的合成

2.4结果与讨论

2.4.1单体的红外光谱(IR)图

2.4.2单体的核磁共振谱图

2.4.3聚合物的红外光谱图

2.4.4聚合物的核磁共振谱图

2.4.5聚合物的紫外-可见光谱图

2.4.6聚合物的光致发光(PL)性能和溶解性

2.4.7聚合物X-射线衍射分析

2.4.8聚合物电化学行为

本章小结

第三章哒嗪与苯胺类聚合物的合成

3实验部分

3.1试剂与仪器

3.2单体的合成

3.3结果与讨论

本章小结

第四章偶氮苯类聚合物中间体的合成及酸致变色性能研究

4.1实验试剂与仪器

4.1.1主要试剂

4.1.2仪器

4.2单体的合成

4.2.1对碘苯胺的合成

4.2.2 4，4-二碘偶氮苯的合成

4.3结果与讨论

4.3.1化合物的红外光谱图

4.3.2化合物的核磁谱图

4.3.3 4，4-二碘偶氮苯的紫外-可见光谱图

4.3.4 4，4-二碘偶氮苯的光致变色现象

4.3.5 4，4-二碘偶氮苯的酸致变色现象

本章小结

第五章含偶氮苯结构单元的共轭聚合物的合成及酸致变色性能

5.1实验试剂与器

5.1.1主要试剂

5.1.2仪器

5.2单体的合成

5.2.1对碘苯胺的合成

5.2.2 4，4’-二碘偶氮苯的合成

5.2.3 1，4-二丙氧基苯的合成

5.2.4 2，5-二溴-1，4-二丙氧基苯的合成

5.3聚合物的合成

5.3.1 2，5-二溴-1，4-二丙氧基苯与4，4-二碘偶氮苯聚合物的合成

5.3.2 2，5-二溴-噻吩与4，4-二碘偶氮苯聚合物的合成

5.3.3 2，5-二溴-噻吩与4，4-二碘偶氮苯聚合物的特性黏度

5.4结果与讨论

5.4.1单体的红外光谱图

5.4.2单体的核磁图

5.4.3聚合物的红外光谱图

5.4.4聚合物的核磁图

5.4.5聚合物的紫外-可见光谱

5.4.6聚合物的荧光光谱图

5.4.7聚合物的XRD图和溶解性能

5.4.8聚合物的酸致变色性能研究

5.4.9聚合物的酸致变色过程的红外光谱变化分析

本章小结

第六章苯胺与噻唑类聚合物的合成与表征

6实验部分

6.1.1试剂与仪器

6.1.2仪器

6.2共聚物的合成

6.2.1 3，3’-二甲基联苯二胺与4，7-二溴-2，1，3-苯并噻二唑的共聚物参照文献合成.

6.2.2对苯二胺与4，7-二溴-2，1，3-苯并噻二唑的共聚

6.3结果与讨论

6.3.1聚合物的核磁共振谱

6.3.2聚合物的IR光谱图

6.3.3聚合物的吸收光谱(UV-vis)分析

6.3.4聚合物的热稳定性

6.3.5聚合物X-射线衍射分析及其溶解性

本章小结：

结论

参考文献

攻读硕士学位期间学术论文发表情况

致谢